Нейтроны. В качестве генераторов нейтронов чаще всего используют циклотроны и ускорители трансформаторного типа

Задача. Сравнить интенсивность тормозного и синхротронного излучений.

Тормозное:

ЛУЭР – 3 Гр/мин = 510^-2 Гр/с = 510^-2 Вт/кг = 510^-4 Вт/см² (l~ 10см, S = 10²см²). F_g (<E_g> = 40 кэВ) = 510^-4/410⁴1,610^-19 = 810¹⁰ квант/см²с (широкий пучок)

Синхротронное: 10¹⁵ квант/смрад (E = 10 кэВ) При S =1 см² - 10¹⁵ квант/см²с (луч)

Реакция T(d,n)⁴He) с максимумом сечения 5 барн при E_d = 110 кэВ при для получения моноэнергетических нейтронов с энергиями вплоть до 30 МэB. При малых энергиях дейтона (100—300 кэВ) источник изотропен. Наибольший выход до 10¹² нейтр./с. удалось получить из газовой мишени при напряжении 250 кВ и токе 4 мА.

Более удобны гидрид-металлические мишени, обычно с титаном или цирконием, в которой на один атом металла приходится три атома трития.Запаянные трубки эксплуатируются многие сотни часов при выходе порядка 10¹¹ нейтр./с. При постоянной откачке и вращающейся гидридтитановой мишени получен выход 4×10¹² нейтр./с при напряжении 400 кВ, токе 16 мА и среднем сроке службы мишени свыше 100 ч. Есть основания рассчитывать на получение выхода до 10¹³ нейтр./с при сроке службы мишени до 2000 ч.

Реакция Т(р,n)³Не (Q = - 0,764 МэB)с порогом1,019 МэB и максимумом сечения 0,5 барн при энергии протона 3 МэB используется для получения моноэнергетических нейтронов вплоть до энергии 10 МэB.

Реакция ⁷Li(p,n)⁷Be (Q = - 1,65 МэВ). Выход для толстой мишени из естественного лития при энергии E_p = 3 МэВ составляет 210^-4 н/прот и ограничен достижимыми током пучка и теплоотводом. Для энергий дейтонов 16, 33 и 50 МэВ выходы нейтронов составляют соответственно 3,110¹⁰ 2,710¹¹ и 5,810¹¹ н/(с мкА стерадиан) в направлении вперед.

Спектры нейтронов получаемых 1 – в реакции T(d,n)⁴He, 2, 3 – при облучении бериллиевой мишени дейтонами с энергией 16 и 50 МэВ

На циклотроне с диаметром магнита 76 см был получен пучок дейтонов с энергией 8,3 МэВ при токе 160 мкА. При удельном выходе нейтронов с бериллиевой мишени 710⁹ н/(с×мкА×стерад) в направлении вперед получается слабо расходящийся пучок нейтронов с плотностью потока 1,1×10⁸ н/(см² с) на расстоянии 1 м от мишени. В непосредственной близости от мишени можно облучать небольшие объекты, но при плотности потока порядка 10¹¹н/см²с, что сравнимо с плотностями потоков быстрых нейтронов в реакторных пучках. Число сопутствующих гамма-квантов составляет не более 10% числа генерируемых на бериллиевой мишени нейтронов и эта доля уменьшается с увеличением энергии дейтонов.

Дата добавления: 2013-12-13